1937年に東京で生まれる。1961年に東京大学工学部応用物理学科を卒業後、東京大学大学院数物系研究科修士課程・博士課程へ進学し、1965年に中退する。同年に東京大学工学部助手となり、1967年に工学博士号を取得した。1970年に京都大学数理解析研究所助教授となり、1979年に筑波大学電子・情報工学系教授に就任した。1987年に同大学電子・情報工学系長および評議員を経て、1989年-1997年に東京大学大学院工学系研究科教授を務める。1997年から京都大学数理解析研究所教授となり、1998年に同研究所所長および同大学評議員を歴任した。2001年に筑波大学名誉教授および京都大学名誉教授を授与される。同年から東京電機大学理工学部数理科学科教授を務めた。2016年、瑞宝中綬章受章。この間に、1974年-1975年にニューヨーク大学クーラント研究所研究員、1997年に大連理工大学客座教授となる。
京都を中心に、田村功夫、住出勝則、浅見昭男の3人でシグナルとしてアマチュア活動を続けていた。1975年にエレックレコードから独立して、原盤制作会社イフ・ミュージックを設立した小野寺昭夫が、知人から「20歳のめぐり逢い」のデモテープを聞かされたことがきっかけで、そのままシグナルのいる京都へ行き契約に。1975年9月21日に、ポリドールから、シングル「20歳のめぐり逢い」でデビュー。ラジオと有線放送に的をしぼったプロモーションの中、有線放送で火が付き、ロングセラーヒットとなる。1976年6月に、田村功夫がスタッフに転身。以降2名で活動。1976年10月に、稲垣達雄が加入し、3人で再始動。1981年4月にポリスターに移籍。1983年に解散。アリス解散後の堀内孝雄と合流し、堀内孝雄&ケインズとして、1984年4月に、シングル「逆光線」を発表。
シグナルは、日本のフォークソンググループ。主に関西を中心に活躍していた。彼らの代表曲となる『20歳のめぐり逢い』のデモテープを聞いたレコード会社のスタッフが気に入り、メジャーデビューした。
1950年創業。革製品のバッグ、財布、小銭入れ、ベルト等を製造販売する。なお、同じくランドセル等を扱っている大阪府の会社「池田地球」とは無関係である。「子ども思い」を商標登録している。
2002年（平成14年）4月10日、検査入院中にトイレで立とうとしたところ、身体が硬直し動けなくなる。脳内出血と診断され、5時間に及ぶ手術。これ以降、一切の創作活動を休止する。この年、点字絵本の第2弾『赤塚不二夫のさわる絵本“ニャロメをさがせ!”』を発表。また、小学館からデビュー以降の作品を集めたDVD全集『赤塚不二夫漫画大全集 DVD-ROM』が発売された。2005年からはオンデマンド出版形式で全271巻が販売されている。2003年（平成15年）、妻の尽力により青梅市に青梅赤塚不二夫会館を設立。館内には幼少時、漫画家になることを決意させるきっかけとなった映画「駅馬車」の看板も飾られている。2006年（平成18年）7月12日、赤塚を看病してきた妻の眞知子がクモ膜下出血のため56歳で急死。2年後の2008年（平成20年）8月2日午後4時55分、肺炎のため東京都文京区の順天堂大学医学部附属順天堂医院で死去した。満72歳だった（享年74）。赤塚は2004年から意識不明のまま植物状態にあったという。2008年2月24日にはちばてつやが赤塚を見舞い、写真をブログで公開していた（後に似顔絵に差し替えられた）。また赤塚の死去の3日前の7月30日、前妻でりえ子の母である登茂子が死去していた事が後に報じられた。赤塚不二夫の訃報はスポーツ新聞各紙が一面で大きく取り上げた他、一般紙も一面で大きく掲載した。また民放各局ばかりでなくNHKでもトップニュースで取り上げるなど、その一連の報道は赤塚その人が昭和・平成を通して日本の漫画史に一時代を築いた大漫画家であったことを改めて世間大衆に印象付けることとなった。また赤塚が才能を見出し、芸能界へデビューさせたタモリは「物心両面の援助は肉親以上のものでした」と赤塚の死を悼み、感謝の言葉を寄せた。なお「タモリが赤塚の入院費用を全部出していた」という話がインターネットで流布したが、「これは誤りで入院費用は全部パパのお金で賄った。」と娘のりえ子が著書に記している。とはいえ「肉親以上」の関係であることに変わりはなく、りえ子に対しても励ましやアドバイスがあったとのこと。赤塚の葬儀では藤子不二雄Ⓐ（安孫子素雄）が葬儀委員長を務めることとなり、8月6日に通夜、翌7日に告別式が東京都中野区内にある宝仙寺で営まれた。喪主は長女・りえ子が務め、告別式には漫画・出版関係者や芸能関係者、ファンなど約1200人が参列し、藤子不二雄Ⓐ、赤塚門下の古谷三敏、高井研一郎、北見けんいちらが弔辞を読み上げた。タモリは本名の“森田一義”として弔辞を読んだが、この時手にしていた巻紙が白紙であった事が報じられ話題となった（項目タモリも参照）。弔辞は「私もあなたの数多くの作品の一つです。」と結ばれている。弔辞を報じる記事の中で「重苦しい陰の世界」と表現されている箇所が各社に出てくるが、これは「重苦しい意味の世界」の間違い。アイドル・フォーが歌う「天才バカボン」のアニメ（第1作）のテーマソングが葬送曲として流れる中で出棺、遺体は赤塚の自宅にほど近い新宿区の落合斎場で荼毘に付された。法名は「不二院釋漫雄（ふにいんしゃくまんゆう）」。生前の最後の言葉は、倒れた時に偶然、女性の胸に手が触れて放った「おっぱいだ、おっぱい」。原稿に記した最後の文字は「思い出を積み重ねていくのが人生なのよ.イヤーン!H」。